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Respuesta transitoria de pilares de puentes bajo impacto excéntrico de cerca
Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 16667 (2022) Citar este artículo
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Detalles de métricas
Para estudiar la influencia del terremoto cercano a la falla en la falla del pilar, establezca un puente de vigas continuas de doble vano. La respuesta sísmica del puente se calcula utilizando el método de expansión de función de onda transitoria y el método de superposición de función de modo indirecto. Resuelve las respuestas dinámicas y de desplazamiento, y se analiza el efecto de la separación vertical del puente sobre la compresión excéntrica de la pila. Los resultados muestran que bajo la acción sísmica vertical cercana a la falla, la separación puede cambiar significativamente la deformación horizontal en la parte superior del pilar, y despreciar la separación puede subestimar la compresión excéntrica del pilar. Los cálculos para diferentes alturas de pilas y tramos de vigas muestran que la separación tiene un mayor efecto sobre la deformación longitudinal de la parte superior de la pila. Por lo tanto, el diseño razonable del dispositivo de límite longitudinal en la parte superior del pilar en el área cercana a la falla es útil para reducir el daño del impacto del puente excéntrico.
Bajo la acción del sismo, el daño del puente afecta el rescate después del desastre y trae dificultades para la recuperación después del desastre1,2. Dada la colisión de puentes, la investigación actual se centra en la colisión de vigas adyacentes y la colisión entre la viga principal y el estribo, y se han logrado algunos logros3. Muchos académicos establecieron diferentes modelos para calcular la fuerza de colisión y establecieron un dispositivo razonable para reducir la fuerza de colisión estructural4,5,6,7. Sin embargo, existen pocos estudios sobre la colisión vertical, la colisión especialmente excéntrica entre la viga principal y el pilar del puente.
Los datos previos de monitoreo sísmico de fallas lejanas muestran que la aceleración sísmica vertical es menor que la horizontal8. Castelli et al.9 analizaron la interacción entre suelo y estructura bajo sismos verticales. Button et al.10 y Wang et al.11 pensaron que el diseño sísmico vertical es menos importante. Con la mejora del nivel de monitoreo, más y más datos muestran que la amplitud de aceleración sísmica vertical de campo cercano está cerca o incluso mucho más allá de la amplitud de aceleración sísmica horizontal. El valor máximo de la aceleración vertical y horizontal V/H del terremoto de Kobe en 1995 es cercano a 212.
Thomas et al.13 realizaron un análisis modal en el puente de Tacoma y encontraron que ignorar el componente sísmico vertical puede traer mayores riesgos, especialmente cuando la frecuencia de excitación vertical del suelo es cercana a la frecuencia natural del puente. Borislav et al.14 discutieron la influencia del movimiento a largo plazo (LD) y el movimiento del suelo cerca de la falla (NF) en el desempeño sísmico del muelle sísmico mediante simulación numérica, y lo compararon con la respuesta del movimiento de campo lejano (FF) a corto plazo. Se desarrolla un modelo de pila de puente de elementos finitos no lineal basado en fibra para evaluar el daño potencial de diferentes tipos de movimiento del suelo. Ayman et al.15 estudiaron el efecto del impacto de la velocidad de la pila del puente utilizando el método de movimiento de impulso cercano a la falla, para comprender mejor el comportamiento dinámico de la vibración bajo vibración forzada. A diferencia de los puentes extranjeros, la mayoría de los puentes de vigas en China adoptan cojinetes de goma y carecen de resistencia a la tracción16,17. El terremoto vertical cercano a la falla puede causar la separación entre la viga principal y los cojinetes. Para calcular la fuerza de impacto vertical, Yang et al.4 utilizaron el método de función propia de onda transitoria para resolver. Sin embargo, el estudio de Yang solo consideró el efecto de la separación en el impacto vertical pero ignoró el cambio de desplazamiento horizontal del puente causado por la separación. Es necesario analizar la influencia del posible fenómeno de separación en el daño del puente horizontal bajo el movimiento sísmico vertical de fuerte amplitud.
Los estudios de colisión anteriores se centraron principalmente en la colisión longitudinal de vigas adyacentes18,19,20. Recientemente, Yang utilizó el modelo continuo para calcular la fuerza de impacto vertical entre la viga principal y el pilar. Sin embargo, el estudio anterior solo considera el sismo vertical e ignora la influencia de la separación vertical de pilas y vigas en la respuesta dinámica longitudinal de las pilas.
En este estudio, se calcula la influencia de la separación pila-viga sobre la fuerza del puente y la respuesta de desplazamiento mediante el establecimiento de un método teórico confiable para la respuesta dinámica del puente. Utilizando el método de superposición de modos, calcule la solución límite de la fuerza de impacto vertical de la viga del pilar y la deformación longitudinal de la parte superior del pilar después de la separación de la primera viga del pilar. La influencia de la separación de la viga del pilar en el modelo de falla del pilar bajo diferentes frecuencias de excitación se analizó calculando la fuerza de contacto vertical de la viga del pilar y el desplazamiento superior del pilar.
El modelo de cálculo seleccionado en este estudio es un puente de vigas continuas de doble vano. El modelo de cálculo se muestra en la Fig. 1. La viga principal es una viga cajón pretensada, y ambos extremos están articulados con el estribo. El muelle del puente es un muelle redondo de doble columna, la parte inferior y la base están simplemente conectadas. La viga principal y el pilar del puente están conectados con cojinetes de goma de placa. En las direcciones vertical y horizontal, la curva de histéresis del soporte es larga y estrecha, y se ignora el amortiguamiento del soporte. Para simplificar el cálculo de este estudio, en este trabajo se adoptan las siguientes suposiciones:
Cuando se obliga al puente a resonar, la fuerza estructural y la respuesta de desplazamiento siempre se calculan mediante deformación elástica.
Ignore la posible falla por cortante del cojinete causada por un terremoto horizontal.
Ignore la diferencia en el tiempo de llegada de las ondas sísmicas horizontales y verticales, suponiendo que los terremotos de tres direcciones se excitan simultáneamente.
Se supone que el puente está rígidamente conectado al suelo y se ignora el efecto de acoplamiento del suelo y la cimentación.
Modelo de cálculo de puentes.
El campo de desplazamiento longitudinal de la viga se puede dividir en desplazamiento estático, desplazamiento de cuerpo rígido y deformación dinámica.
X es el desplazamiento de la viga y W es el desplazamiento del pilar. Los subíndices s, g y d son desplazamiento estático, desplazamiento de cuerpo rígido y desplazamiento dinámico, respectivamente.
El desplazamiento estático y el desplazamiento del cuerpo rígido del puente son los siguientes:
La parte de deformación dinámica de la estructura es la siguiente:
La ecuación incluye la función de onda de flexión \({\varphi }_{nb1},{\varphi }_{nb2}\) de la viga, la función de onda longitudinal \({\varphi }_{nr}\) de la muelle, y la función de tiempo \({q}_{n}(t)\).
Calculando las condiciones de contorno y las condiciones de continuidad, obtenga las funciones de onda del puente:
donde \({A}_{n1}\), \({M}_{n1}\) y \({E}_{n1}\) son los coeficientes de la función de onda.
La función temporal de la estructura se puede obtener por consistencia ortogonal:
Por transformación de Laplace, \({q}_{n}(t)\) se puede obtener:
donde \(\zeta\) es el amortiguamiento del material. En la ecuación. (7), \({ \omega }_{d}=\sqrt{1-{\zeta }^{2}}{\omega }_{n}\).
En la etapa de separación, la viga y el pilar se mueven en sus respectivas frecuencias, la clasificación de la respuesta de desplazamiento es consistente con la etapa de contacto.
El desplazamiento estático y el desplazamiento del cuerpo rígido son consistentes con la etapa de contacto.
El proceso de cálculo de la función de onda en la etapa de separación es el mismo que en la etapa de contacto. Durante el tiempo de cálculo, la estructura puede separarse varias veces. En ese caso, \({t}^{*}=t-{t}_{2k}\) es la etapa de colisión, \({t}^{*}=t-{t}_{2k+1} \) es la etapa de separación.
En el k-ésimo proceso de separación, las respuestas de desplazamiento dinámico de la viga principal y el pilar son las siguientes:
Cuando el desplazamiento relativo vertical entre la mitad de la viga principal y la parte superior del pilar es menor que cero, la estructura contacta nuevamente. En la etapa de colisión, la respuesta dinámica de la viga y el pilar es la respuesta de desplazamiento de la etapa de separación superpuesta por la respuesta de desplazamiento de colisión. El método de superposición de modo indirecto se adopta para calcular la respuesta de desplazamiento estructural causada por la colisión21, y la fórmula específica es la siguiente:
donde \({Q}_{nb}, {Q}_{nr}\) son las fuerzas de colisión generalizadas. \({x}_{0}\) y \({\xi }_{0}\) son las coordenadas de los puntos de colisión de la viga principal y el pilar, respectivamente. \({h}_{nb}\) y \({h}_{nr}\) son las funciones de respuesta al impulso de impacto.
En este artículo, se selecciona un puente de vigas continuas pretensadas de dos vanos en China. Vea la Fig. 2 para la sección específica. Teniendo en cuenta que el amortiguamiento del cojinete de goma es muy pequeño, la curva histerética del material es larga y estrecha, se ignora el amortiguamiento estructural. El cojinete de caucho se simula mediante dos resortes, rigidez axial \({K}_{c}=2.4\times {10}^{9}\,{\text{N/m}}\) y rigidez de corte \( {K}_{v}=2,4\times {10}^{6}\,{\text{N/m}}\). Se supone que la vibración de flexión del puente, los coeficientes de amortiguamiento de la viga principal y el pilar son \({\zeta }_{2}\) = 2%.
Dimensiones y detalles de los planos de alzado y sección del puente.
Dado que el período natural del puente es inconsistente en las direcciones vertical y horizontal, el período de excitación sísmica seleccionado en este documento está cerca de los períodos naturales horizontal y vertical para el análisis. Para garantizar la precisión del cálculo, además, para evitar la complejidad del cálculo, se deben seleccionar los incrementos de paso de tiempo apropiados. Para la selección de incrementos de paso de tiempo, es necesario expresar claramente las características transmitidas en la viga y el pilar, por lo que se requiere un pequeño incremento de paso de tiempo para el análisis durante el cálculo. La velocidad de onda longitudinal del pilar del puente es \({c}_{r}=\sqrt{{E}_{r}/{\rho }_{r}}\) = 3492 m/s, y la flexión la velocidad de la onda es \({a}_{r}=\sqrt{{E}_{r}{I}_{r}/{\rho }_{r}{A}_{r}}\)= 1060 m/seg. Los incrementos de paso de tiempo máximos deben ser menores que el tiempo para que la onda de flexión y la onda axial se desplacen por todo el pilar, \(\Delta t Considerando la condición de separación, el desplazamiento horizontal del puente se ve afectado por el desplazamiento vertical. Ponga el tiempo registrado en el cálculo del desplazamiento horizontal y obtenga el desplazamiento horizontal del puente bajo la condición de considerar la separación. El tiempo total de cálculo es de 2 s. La Figura 3 muestra el diagrama modelo de la respuesta sísmica del puente considerando la condición de separación. La línea recta representa la respuesta de desplazamiento en la etapa de contacto, el origen representa el punto de cambio de estado y la curva representa la respuesta de desplazamiento en la etapa de separación. Por lo tanto, en la dirección horizontal, cuando un sismo vertical separa la viga principal y el pilar, la estructura se encuentra en un estado de contacto-separación-recontacto. Encontrados y siempre en contacto, la separación puede afectar el desplazamiento horizontal. Diagrama de la respuesta de desplazamiento del puente bajo múltiples separaciones estructurales. La figura 4 muestra la respuesta sísmica del puente cuando T = 0,2 s. La Figura 4a,b muestra el desplazamiento horizontal del puente bajo la condición de ignorar la separación. En la dirección lateral, el desplazamiento relativo máximo de la viga principal y el pilar es de 29,6 mm. En sentido longitudinal, el desplazamiento relativo máximo es de 18,1 mm. Sin embargo, en la dirección vertical, la separación entre la viga principal y el pilar ocurrirá cuando T = 0.2 s. La figura 4c muestra que el puente se separa seis veces en 2 s y la fuerza de impacto vertical máxima generada es de 29,6 MN, que es 2,47 veces la fuerza estática. La Figura 4d,e muestra el desplazamiento horizontal del puente considerando la separación. Respuesta de desplazamiento sísmico de Puentes: (a) la dirección lateral no está separada; (b) la dirección longitudinal no está separada; (c) desplazamiento vertical; (d) se produce una separación lateral; (e) se produce una separación longitudinal. Al comparar la Fig. 4a,b, se puede ver que la separación vertical influye en gran medida en la respuesta de desplazamiento horizontal. Bajo la condición de separación, el desplazamiento relativo lateral máximo aumenta de 29,6 a 42,77 mm, un aumento del 44,5%. El desplazamiento relativo máximo aumenta de 18,1 a 25,26 mm en el sentido longitudinal, aumentando un 39,6%. En la dirección horizontal, el desplazamiento máximo en la dirección lateral es mayor que en la dirección longitudinal. Esto puede deberse a que la viga principal y la pila del puente tienen mayor flexibilidad en la dirección horizontal, mientras que la viga principal tiene mayor rigidez en la dirección longitudinal. Por lo tanto, el efecto de la posible separación sobre la estructura debe ser considerado en el terremoto cercano a la falla. La Figura 5 muestra la fuerza de impacto vertical de la viga del pilar bajo diferentes frecuencias de excitación y aceleración máxima de excitación vertical. Los resultados muestran que la colisión ocurre principalmente cuando la frecuencia de excitación es cercana a la frecuencia vertical natural del puente, y cuanto más cercana es la frecuencia a la vertical, mayor es la fuerza de colisión. En este estudio, se considera principalmente el efecto de la separación vertical del pilar y la viga sobre la falla del pilar, y el período de excitación sísmica seleccionado es T = 0,2 s. La fuerza de impacto vertical de la viga del muelle. En el análisis del modelo anterior, se hacen las siguientes suposiciones para facilitar el cálculo: Ignorando la diferencia de tiempo entre el terremoto vertical y el terremoto horizontal, configúrelo como excitación simultánea. El modelo elástico siempre se usa para calcular la respuesta de desplazamiento de la estructura y se ignora la deformación plástica. Al calcular el momento de flexión causado por el impacto excéntrico, se ignora el efecto de acoplamiento de la vibración del pilar y el cortante del apoyo. Para el posible efecto de segundo orden del pilar del puente, el coeficiente del método \(\eta\) en la especificación se sustituye en el cálculo. El diagrama de colisión se muestra en la Fig. 6. La fuerza de colisión vertical se puede calcular \({\mathrm{M}}_{\mathrm{c}} = F\times\upeta \times \Delta\). En la dirección lateral \(\Delta\) es la excentricidad del impacto lateral y en la dirección longitudinal \(\Delta\) es la excentricidad del impacto longitudinal, \(\upeta\) es el factor de amplificación de la excentricidad. La figura 7 muestra el momento flector generado por la compresión excéntrica en el fondo de la pila. En la dirección lateral, el momento de flexión causado por el impacto excéntrico aumenta de 1,05 a 1,76 MN m. La dirección longitudinal aumentó de 1,13 a 1,85 MN m. En la dirección horizontal, el momento de flexión causado por el impacto excéntrico aumenta de 1,41 a 2,5 MN m. Por lo tanto, la colisión excéntrica causada por la separación puede aumentar el momento de flexión del pilar o incluso causar la falla del pilar. Diagrama esquemático del momento flector en el fondo del pilar. El momento de flexión generado por la compresión excéntrica en la parte inferior del pilar: (a) Dirección lateral; (b) dirección longitudinal; (c) Momento flector horizontal. La figura 8 muestra la variación del momento de flexión horizontal de los pilares del puente bajo tres condiciones. Ignoró la separación del pilar y la viga causada por la excitación sísmica vertical, con el aumento de la amplitud \(\lambda\)(V/H); el momento flector combinado pasa de 1,81 a 2,6 MN m en un 43,7%. El aumento de la fuerza vertical aumentará el momento de impacto excéntrico. Cuando se considera la separación estructural, la deformación expandida del techo del pilar 0 también aumenta la excentricidad, el momento de flexión aumenta de 2,61 a 3,4 MN m. Por lo tanto, al considerar la acción sísmica vertical, es necesario considerar la fuerza vertical y la separación que puede ocurrir. El momento de flexión causado por la compresión excéntrica en las condiciones más desfavorables. La Figura 9 muestra la deformación horizontal de la parte superior del pilar bajo diferentes alturas de pilar. La separación aumentará la deformación en la parte superior del pilar tanto en la dirección lateral como longitudinal. Pero las tendencias en las dos direcciones son diferentes. En la dirección lateral, la deformación de la parte superior del pilar aumenta primero y luego disminuye. En cambio, en sentido longitudinal aumenta monótonamente. La razón de esta situación es que el período de vibración natural lateral del puente se ve afectado por la viga principal, mientras que el período de vibración natural longitudinal del puente se ve afectado principalmente por el pilar. En el punto máximo de desplazamiento transversal relativo, el período de vibración natural del pilar del puente es cercano al período de vibración natural del puente. En la dirección longitudinal, el período de vibración natural del pilar es cercano al del puente. El desplazamiento relativo aumenta con el aumento de la altura del pilar. Deformación horizontal de la parte superior del pilar bajo diferentes alturas del pilar: (a) Dirección lateral; (b) Dirección longitudinal. La Figura 10 muestra los tiempos de separación de Puentes con diferentes vanos de vigas principales. Los periodos de excitación sísmica dados son T = 0,1 s, T = 0,2 s y T = 0,3 s. La separación del puente ocurre solo cuando el período de excitación sísmica está cerca del período de vibración natural vertical. Con el aumento de la luz de la viga principal, el intervalo de separación se vuelve más estrecho y el número de separaciones se vuelve cada vez menor. Esto se debe a que la amplitud de V/H es mayor en el intervalo de período corto y menor en el intervalo de período largo bajo la acción de sismos verticales cercanos a la falla. Tiempos de separación de puentes bajo diferentes vanos de vigas. Para analizar el desplazamiento horizontal del puente bajo diferentes tramos de vigas principales, el período de excitación sísmica se eligió como T = 0,2 s. La luz de la viga principal de los tres puentes es de 25 m, 35 m y 45 m (los tres puentes se separarán cuando T = 0,2 s). La figura 11 muestra la respuesta sísmica horizontal del puente con diferentes luces. Lateralmente, con el aumento de la luz de la viga, la influencia de la separación en el desplazamiento relativo de la viga del pilar disminuye gradualmente. Cuando L = 45 m, la influencia de la separación en el desplazamiento relativo de la viga del pilar es muy pequeña. En la dirección longitudinal, la separación aumenta el desplazamiento relativo del pilar y la viga, independientemente del tamaño de la viga principal. Influencia de la separación en el puente bajo diferentes tramos de viga principal: (a) Desplazamiento relativo; (b) Impacto excéntrico. La distancia excéntrica determina el momento de flexión generado por el impacto excéntrico en el pilar de un puente. En la dirección longitudinal, con el aumento de luz, si el puente está separado muestra diferentes tendencias y es casi igual al final. En la dirección lateral, la excentricidad aumenta monótonamente con el aumento de la luz. Cuando la altura del pilar es baja, el impacto excéntrico proviene principalmente de la dirección longitudinal. Con el aumento de la altura del pilar, la influencia del impacto excéntrico en la dirección lateral aumenta gradualmente, e incluso supera la dirección longitudinal. La investigación anterior calcula la flexión del muelle en condiciones de separación a través de una solución teórica. Sin embargo, el efecto de acoplamiento entre vertical y horizontal se ignora en la solución teórica. Para verificar la corrección de la teoría, se utiliza el modelado ANSYS para el análisis comparativo. Los dos extremos de la viga principal son puntos articulados con restricciones tridimensionales y la parte inferior del pilar es un nodo rígido. Se adopta la unidad BEAM 188 para la viga principal y el pilar. Para los apoyos de puentes, se utilizan diferentes elementos en las direcciones vertical y longitudinal. La dirección vertical se establece como elemento LINK10, y la altura de apoyo es ∆Z cuando no está bajo tensión. En la dirección longitudinal, se adopta el elemento COMBIN 14, y la rigidez del resorte es la rigidez del soporte a cortante. El apoyo se une con el pilar y se superpone con la viga principal. Para simular la condición de separación pila-viga causada por la excitación de un terremoto vertical cercano a la falla, cuando el desplazamiento vertical relativo de la mitad de la viga principal y la parte superior de la pila es mayor que la altura de apoyo ∆Z y muestra una tendencia creciente, se significa que la viga principal y el pilar están separados en la dirección vertical. El elemento de resorte longitudinal se establece como un elemento muerto, y la viga principal y el pilar no están conectados en la dirección vertical. Cuando el desplazamiento relativo vertical entre el centro de la viga principal y la parte superior del pilar es menor que la altura de apoyo ∆Z y muestra una tendencia decreciente, la viga principal y el pilar chocan verticalmente, el elemento de resorte longitudinal es un elemento vivo , y la viga principal y el muelle están conectados. Vea la Fig. 12 para un cálculo específico. Diagrama de flujo del cálculo de elementos finitos. La viga principal y el pilar están separados cuando el período de excitación sísmica T = 0,25 sy la aceleración máxima sísmica vertical es de 0,6 g. La figura 13 muestra la presión axial del muelle bajo la solución de elementos finitos y la solución teórica. Bajo la solución teórica, la presión axial máxima sobre el muelle es de 16,8 MN, 2,8 veces la presión estática. Bajo la solución de elementos finitos, la presión axial máxima en el muelle es 22,13 MN, 3,67 veces la presión estática. La solución de elementos finitos es ligeramente mayor que la solución teórica. Presión axial vertical del pilar: (a) Solución teórica; (b) Solución de elementos finitos. Debido a la gran fuerza de impacto en el pilar y el cambio de deformación longitudinal causado por la excitación sísmica vertical, el momento de flexión en el fondo del pilar aumenta significativamente. Al mismo tiempo, al considerar la falla de la coacción del apoyo longitudinal cuando se considera la separación del puente, el momento flector máximo en el fondo de la pila es de 7,96 MN m, que es mayor que 5,23 MN m cuando se ignora la falla de la coacción longitudinal. , que es un 47,05% superior (Fig. 14). Cuando se adopta la solución teórica y se ignora la separación longitudinal, el momento flector máximo en el fondo de la pila en la condición más desfavorable es de 3,46 MN m. Al considerar la separación, el momento flector máximo en el fondo del pilar es de 6,74 MN m. Momento flector en el fondo del pilar. Comparando la solución teórica con la solución de elementos finitos, se pueden resumir las siguientes conclusiones: (1) con el aumento de la amplitud de la aceleración sísmica vertical, el momento de flexión en el fondo del pilar también aumenta; (2) cuando la amplitud de excitación vertical es grande, ignorar el efecto de acoplamiento tiene el riesgo de subestimar la flexión de los pilares; (3) la separación vertical de la estructura aumentará el momento de flexión en la parte inferior del pilar y aumentará el riesgo de falla por flexión del pilar; (4) con el aumento de la duración de la vibración, el momento de flexión en la parte inferior del muelle aumenta gradualmente. Al mismo tiempo, la influencia de la separación en la falla por flexión de las pilas se concentra principalmente en la sección con gran fluctuación de momento. En este momento, la amplitud del muelle es grande; (5) cuando se usa el cálculo de elementos finitos, la fuerza axial aumenta mucho después de una pequeña fluctuación, y el momento de flexión en la parte inferior del pilar también aumenta mucho. Este artículo establece un modelo viga-resorte-pilar para analizar los posibles cambios de las vigas principales y pilares bajo condiciones de terremoto cercano a la falla. La influencia del impacto vertical excéntrico en el pilar se calcula analizando la deformación de la parte superior del pilar causada por la separación. Al calcular la respuesta de puentes de diferentes tamaños ante un sismo, se extraen las siguientes conclusiones: Bajo un terremoto cercano a la falla, cuando el período de excitación sísmica está cerca del período natural vertical del puente, se puede causar la separación vertical del pilar y la viga. Cuanto mayor sea el período de vibración natural, menores serán los tiempos de separación y menor el intervalo de separación. Con el aumento de la amplitud V/H, el aumento del momento de flexión causado por el impacto excéntrico no solo se debe al aumento de la fuerza de contacto vertical, sino también al aumento de la deformación transversal y longitudinal en la parte superior del pilar. Con el aumento de la altura del pilar, aumenta la aceleración de excitación requerida para la separación del pilar y la viga. La separación de pilas y vigas afectará la respuesta dinámica horizontal de los Puentes. En la dirección transversal, la deformación máxima de la parte superior del pilar aumenta primero y luego disminuye con el aumento de la altura del pilar. En la dirección longitudinal, la deformación máxima de la cresta del pilar aumenta monótonamente. Con el aumento de la luz de las vigas, la influencia de la separación en la deformación longitudinal de la parte superior del pilar no es consistente. Sin embargo, en la dirección lateral, la deformación máxima aumenta con el aumento de la luz de la viga, independientemente de la separación. Cuando la amplitud de excitación vertical es grande y la altura del pilar es alta, ignorar el efecto de acoplamiento horizontal y vertical puede subestimar el riesgo de flexión del pilar. Li, HN, Xiao, SY & Huo, LS Investigación de daños y análisis de estructuras de ingeniería en el terremoto de Wenchuan. J. Construir. Estructura. 29, 10–19 (2008). ANUNCIOS Google Académico Zhuang, WL, Liu, ZY & Jiang, JS Análisis de daños inducidos por terremotos en puentes de carreteras en el terremoto de Wenchuan y contramedidas. Mentón. J. roca mecánica. Ing. 28, 1377–1387 (2009). Google Académico Zhu, P., Abe, M. & Fujino, Y. Modelado del desempeño sísmico no lineal tridimensional de puentes elevados con énfasis en el golpeo de vigas. Tierraq. Ing. Estructura. Din. 31(11), 1891–1913 (2002). Artículo Google Académico Pantelides, C. & Ma, X. Golpeteo lineal y no lineal de sistemas estructurales. computar Estructura. 66(1), 79–92 (1988). Artículo Google Académico Malhotra, PK Dinámica de golpes sísmicos en juntas de dilatación de puentes de hormigón. J. Ing. mecánico 124(7), 794–802 (1988). Google Académico Jankowski, R., Wilde, K. & Fujino, Y. Reducción de los efectos de golpes en puentes elevados durante terremotos. Tierraq. Ing. Estructura. Din. 29(2), 195–212 (2000). 3.0.CO;2-3" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291096-9845%28200002%2929%3A2%3C195%3A%3AAID-EQE897%3E3.0.CO%3B2-3" aria-label="Article reference 6" data-doi="10.1002/(SICI)1096-9845(200002)29:23.0.CO;2-3">Artículo Google Académico Bi, KM, Hao, H. & Chouw, N. Influencia de la variación espacial del movimiento del suelo, la condición del sitio y SSI en las distancias de separación requeridas de las estructuras de puentes para evitar golpes sísmicos. Tierraq. Ing. Estructura. Din. 40(9), 1027–1043 (2001). Artículo Google Académico Papazoglou, AJ & Elnashai, AS Evidencia analítica y de campo del efecto dañino del movimiento del suelo sísmico vertical. Tierraq. Ing. Estructura. Din. 25, 1109–1137 (1996). 3.0.CO;2-0" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291096-9845%28199610%2925%3A10%3C1109%3A%3AAID-EQE604%3E3.0.CO%3B2-0" aria-label="Article reference 8" data-doi="10.1002/(SICI)1096-9845(199610)25:103.0.CO;2-0">Artículo Google Académico Castelli, F. et al. Efectos de la interacción suelo-cimentación en la respuesta sísmica de una torre de enfriamiento mediante análisis 3D-FEM. Geociencias 11(5), 200 (2021). Artículo ANUNCIOS Google Académico Wang, CJ & Shih, MH Estudio de desempeño de un puente que involucra tableros deslizantes y pilares golpeados durante un terremoto violento. Ing. Estructura. 29(5), 802–812 (2007). Artículo Google Académico Yang, J. & Lee, CM Características de los movimientos verticales y horizontales del suelo registrados durante el terremoto de Niigata-ken Chuetsu, Japón del 23 de octubre de 2004. Ing. Geol. 94, 50–64 (2007). Artículo Google Académico Button, MR, Cronin, CJ & Mayes, RL Efecto de los movimientos verticales en la respuesta sísmica de los puentes de carretera. J. Estructura. Ing. 128(12), 1551–1564 (2002). Artículo Google Académico Thomas, W., Suren, C. & Hussam, M. Estudio de caso analítico sobre el comportamiento sísmico de un puente de hormigón armado curvo y sesgado bajo movimiento vertical del suelo. Ing. Estructura. 100, 128–136 (2015). Artículo Google Académico Borislav, T. & Muntasir, BAHM Fragilidad sísmica y evaluación de daños del pilar de un puente de hormigón armado bajo movimientos de tierra de larga duración, cercanos a la falla y de campo lejano. Estructuras 31(6), 671–685 (2021). Google Académico Ayman, M. & Mohamed, AE Desempeño de pilares de puentes segmentados autocentrados de acero y hormigón reforzado con fibra de doble revestimiento sujetos a movimiento del suelo cercano a la falla con directividad hacia adelante. Ing. Estructura. 221, 111065 (2020). Artículo Google Académico Zuo, Y., Sun, GJ & Li, HJ Comparación e investigación de medidas de prevención de derribo en códigos sísmicos de China y países extranjeros. J. Desastre Anterior. Mitigar Ing. 36, 617–623, 639 (2016). Google Académico Yang, HB, Yin, XC y Hao, H. Investigación teórica de las respuestas sísmicas de puentes con golpes bajo movimientos verticales del suelo cercanos a la falla. Adv. Estructura. Ing. 18(4), 452–468 (2015). Artículo Google Académico Ruangrassamee, A. & Kawashima, K. Control de respuesta de puente no lineal con efecto de golpeo por amortiguadores variables. Ing. Estructura. 25, 593–606 (2003). Artículo Google Académico Bozorgnia, Y., Niazi, M. & Campbell, KW Características del movimiento vertical del suelo en campo libre durante el terremoto de Northridge. Tierraq. Espectros 11(4), 515–526 (1995). Artículo Google Académico Yufeng, X. & Lijuan, W. Análisis de la propagación de ondas en las estructuras construidas de varilla-viga y viga-viga. J. Universidad de Pekín. Aeronauta. Astronauta. 30(6), 520–523 (2013). Google Académico An, W. & Song, G. Influencia del rodamiento en la falla del pilar considerando la condición de separación bajo un terremoto cercano a la falla. Simetría 13(4), 692 (2021). Artículo ANUNCIOS Google Académico Descargar referencias Este estudio fue financiado por el Proyecto de Investigación de Ciencia y Tecnología Clave en el Departamento de Educación de la Provincia de Jiangxi (No. GJJ202915). Centro de Tecnología de Educación Moderna, Universidad de Ingeniería de Jiangxi, Xinyu, 338000, China Zihu Wang, Qingyan Zeng y Yantao Du Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Ingeniería de Jiangxi, Xinyu, 338000, China wenjun un También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar WA escribió el texto principal del manuscrito. Todos los autores revisaron el manuscrito. Correspondencia a Wenjun An. Los autores declaran no tener conflictos de intereses. Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales. Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/. Reimpresiones y permisos Wang, Z., Zeng, Q., Du, Y. et al. Respuesta transitoria de pilares de puentes bajo el impacto excéntrico de un terremoto cercano a la falla. Informe científico 12, 16667 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-21213-4 Descargar cita Recibido: 05 junio 2022 Aceptado: 23 de septiembre de 2022 Publicado: 05 octubre 2022 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-21213-4 Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido: Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo. Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.